EP1950635A1 - Verfahren zum Betrieb eines Automatisierungssystems - Google Patents
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- EP1950635A1 EP1950635A1 EP07001083A EP07001083A EP1950635A1 EP 1950635 A1 EP1950635 A1 EP 1950635A1 EP 07001083 A EP07001083 A EP 07001083A EP 07001083 A EP07001083 A EP 07001083A EP 1950635 A1 EP1950635 A1 EP 1950635A1
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- control program
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- automation
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- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
- G05B19/05—Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts
- G05B19/056—Programming the PLC
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- G—PHYSICS
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- G05B2219/13171—Portable, detachable programming unit
Definitions
- the invention relates to a method for operating an automation system, wherein from one of the automation system at least temporarily included programming device on at least one of the automation system includes automation device loading objects, such. B. program elements and the like, or be transferred, wherein a transferred load object either a first or a second state is assigned, wherein the first state indicates the load object as available in the automation system and the second state, the load object as in an executable by the automation system Integrated control program features.
- automation device loading objects such. B. program elements and the like, or be transferred, wherein a transferred load object either a first or a second state is assigned, wherein the first state indicates the load object as available in the automation system and the second state, the load object as in an executable by the automation system Integrated control program features.
- a problem from which the present invention proceeds now consists in offering programming tools for such automation systems, ie methods for their operation, which support the commissioning engineer as best as possible in testing and loading changes in the control program, in particular in the case of a system in operation.
- the special requirement is here in the management of changes in the control program, so that states of charge of individual loading objects made the commissioning engineer in the sense of illustration, in particular optical visualization transparent and program changes controlled in the automation device, ie z.
- B. the programmable logic controller or the process computer, can be reloaded and tested.
- Programming tools are also known in the field of automation technology, which include functionality that makes it possible to change the offline control program and then to load and to test the online control program. Often, for the online test, symbology or graphical back translation information is not or no longer (fully) available to present the control program to the user in accordance with the original input. Some programming tools therefore allow a debugging of a control program only if the offline and online program state match, ie the changes have already been loaded, ie integrated into the control program. The missing overview of the differences between online and offline program state is accordingly not yet complete in the known implementation satisfactorily resolved. Online and offline program states are synchronized there synchronously and must be brought to an identical level by reloading the changes before a test is meaningfully possible. Charge states via individual load objects, ie in particular program elements, are not available to the user.
- the invention has for its object to provide a method for operating an automation system, the user is even better supported in the creation, commissioning and maintenance of automation solutions and, in particular, receives the possibility of debugging completely or at least as far as possible.
- each load object at least one other state is assigned or can be assigned.
- the first state marks a load object as newly created, but not yet part of the online program.
- the second state identifies a load object as loaded and integrated into the control program, ie as belonging to the online program.
- the added according to the approach according to the invention third state indicates a load object as deleted, but still belonging to the online program.
- the invention has the advantage that the possibility of testing the control program is maintained at all times. Therefore, a control program can be tested at any time based on the current source because in the test mode only variables and instructions that have already been loaded are considered. Loading objects marked for deletion, which are still included in the online program by definition, are therefore included in the analysis. New, not yet loaded variables and instructions, ie load objects detected by program changes, are displayed graphically but ignored during a program test. The complete testability of the control program is thus given at all times.
- a transfer of loading objects from the programming device to the or each automation device takes place automatically as a function of the respective state.
- a source program on which the control program is based at any time indicates which load objects are still to be reloaded because they are marked according to the first state (state of charge: "Created”).
- Loading objects marked as being deleted are marked according to the third state (state of charge: "Deleted") and also to be reloaded.
- the loading process clears the load objects in the memory of the respective automation device. It should be noted again that load objects to be reloaded, ie results of underlying changes of the source program, do not prevent the test of the control program.
- Load objects can also have the state "Initialized / Changed” if they are still to be reloaded. Such states are assigned to the individual load objects in the form of attributes; the already mentioned designations, such as "Created”, “Deleted”, “Initialized / Changed”, etc., are values that can assume such attributes. Accordingly, load objects or the attributes assigned to them can also have the status "Loaded” if they are already loaded and belong to the online program. Load objects with the state "Loaded”, ie load objects with the second state, by definition do not participate in a so-called differential load.
- a logging of the respective, a load object assignable states and a transition between a respective initial state to a destination state in the manner of a state machine takes place.
- This aspect of the invention therefore deals with the fact that each loading object and its graphical representation is managed consistently in accordance with a defined automatic state machine.
- the graphic representation of a load object is marked in such a way that the user can directly view each state of charge of each load object.
- FIG. 1 shows in a schematically simplified representation of a generally designated 10 automation system, which is formed by a number of communicatively connected via a bus 12 or the like automation devices 14, 16, 18, 20 and the total for controlling and / or monitoring a technical process, not shown 22 is provided and for this purpose, an implemented in software automation solution, ie a control program 24 or the like, handles.
- control program 24 By means of a programming device 26 comprised by the automation system 10, loading objects, in particular program elements, such as e.g. B. function blocks and the like, for integration into a control and / or monitoring of the technical process 22 provided control program 24 is transferred.
- objects in particular program elements, such as e.g. B. function blocks and the like
- a load object can in a manner known per se a first state, which identifies the load object as available for the control program 24, or a second state, the loading object as in a by the automation system 10 or one or more thereof comprising automation devices 14, 16, 18, 20 executable control program 24 integrally identifies, be assigned.
- each loading object can be assigned at least one further state, as will be clarified below with reference to the further figures, wherein the method described at the outset or below is applicable to all programming languages in automation technology.
- a log of the respective, a load object assignable states and a transition between a respective Initial state and a target state is recorded in a preferred embodiment of the invention in the manner of a state machine.
- the state-of-charge machine also determines the possible charging states and transitions provided therebetween. Other states of charge or transitions other than those defined by the state machine can not occur. These are in FIG. 2 the states provided according to the invention as "Not Present”, “Deleted”, “Loaded”, “Created” and optionally “Remanent” and the transitions allowed between them.
- transient states allow aborting in a simple manner. This is particularly useful if the loaded program changes still require a correction and the program is to be reset to the old state. Prerequisite for the introduction of these transitional states, however, is a corresponding support of the runtime system on the controller.
- FIG. 4 shows that a special restricted state of charge machine can be used for process values of variables and other attributes of variables. This manages the change of attribute values.
- FIG. 6 schematically illustrated section of the state machine describes a possibility of special treatment for program elements that are part of the runtime system of the controller (firmware) and therefore did not need to be loaded.
- Program elements that are part of of the runtime system of the controller are typically generated immediately in the initialization phase of the program and transferred to the state "remanent". Examples of this type of program elements are field devices in automation technology, which already provide a function set that can only be parameterized or wired.
- An essential feature of this method is that even deleted loading objects (program elements) are completely managed and thus an unrestricted testability of these in the online program to delete loading objects (program elements) remains guaranteed until the objects to be deleted actually after a corresponding load in the memory of Control be deleted.
- the decisive advantage of this method is the complete testability of the control program at any time, regardless of whether changes have already been made to the program or not. Because of the graphical marking of the loading objects, it is easily possible for the user to distinguish the loading objects exactly according to which program elements belong to the loaded online program and which program elements belong to the current offline program. The testing of the loaded control program on the basis of the current, possibly changed source program remains possible, without reloading the changes first. Before the user (commissioning engineer) reloads the changes, he can test the online program status again in the context of the changed source program.
- This method is applicable to any programming language in automation technology. Only then is there an advantage for the user as to how the control over the program state exists irrespective of the programming language over all changed program parts.
- Another advantage is the integrated management of retentive program elements (system functions).
- FIG. 7 Using a continuous function chart (CFC) exemplifies how the states of charge of individual loading objects in the form of program elements could be graphically visualized to the applicant.
- CFC continuous function chart
- program elements for integration into a control program 24 provided for controlling and / or monitoring a technical process 22 are transferred or transferable, a program element having a first state which identifies it as available for the control program 24, or a second state containing the program element as is integrated in the control program 24, is assigned, indicated, in which it is provided that at least one further state is assigned to each program element or can be assigned, in order, in particular, for program changes, that is to say, for example.
- program elements are deleted, at any time the possibility of the control program 24 to debug (test) to maintain.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Automatisierungssystems, wobei von einem von dem Automatisierungssystem zumindest zeitweise umfassten Programmiergerät auf zumindest ein von dem Automatisierungssystem umfasstes Automatisierungsgerät Ladeobjekte, wie z. B. Programmelemente und dergleichen, transferiert werden oder transferierbar sind, wobei einem transferierten Ladeobjekt entweder ein erster oder ein zweiter Zustand zugeordnet ist, wobei der erste Zustand das Ladeobjekt als im Automatisierungssystem verfügbar kennzeichnet und der zweite Zustand das Ladeobjekt als in ein durch das Automatisierungssystem ausführbares Steuerungsprogramm integriert kennzeichnet.
- Derartige Verfahren sind bekannt und z. B. in den Automatisierungssystemen, wie sie von der Anmelderin unter der Marke "SIMATIC" angeboten werden, implementiert. Dort werden die beiden o.g. Zustände als "Offline-Programmzustand" bzw. "Online-Programmzustand" bezeichnet.
- Aufgrund einer solchen Funktionalität werden bei der Inbetriebsetzung industrieller Anlagen die jeweiligen Steuerungsprogramme für die Automatisierung einer Anlage (Automatisierungslösung) in Automatisierungsgeräte, wie z. B. speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS), Prozessrechner oder dergleichen geladen und zum Ablauf gebracht. Die Automatisierungslösung wird dabei vorher mit Hilfe so genannter Engineering-Systeme erstellt. Ein Engineering-System stellt dazu üblicherweise ein oder mehrere Programmierwerkzeuge für jeweils unterstützte Programmiermethoden oder Programmiersprachen - wie Anweisungslisten (Statement List), Kontaktpläne (Ladder Logic), Funktionspläne (Function Block Diagram), Structured Text (ST), Continuous Function Chart (CFC), Sequential Function Chart (SFC), etc. - zur Verfügung. Insbesondere bei kontinuierlichen verfahrenstechnischen Industrie- oder Kraftwerkprozessen bedarf es einer genauen Kontrolle des geladenen Steuerungsprogramms (Online-Programmzustand) und des geänderten, noch nicht (vollständig) geladenen Programms (Offline-Programmzustand) durch den Inbetriebsetzungsingenieur, weil bei diesen Anwendungen eben nur geänderte Ladeobjekte insbesondere selektiv nachgeladen werden und nicht das gesamte Steuerungsprogramm.
- Ein Problem, von dem die vorliegende Erfindung ausgeht, besteht nun darin, Programmierwerkzeuge für solche Automatisierungssysteme, also Verfahren zu deren Betrieb anzubieten, die den Inbetriebsetzungsingenieur beim Testen und Laden von Änderungen des Steuerungsprogramms, insbesondere bei einer in Betrieb befindlichen Anlage, möglichst gut unterstützen. Die besondere Anforderung liegt hier in der Verwaltung von Änderungen des Steuerungsprogramms, so dass Ladezustände einzelner Ladeobjekte dem Inbetriebsetzungsingenieur im Sinne einer Veranschaulichung, insbesondere einer optischen Veranschaulichung, transparent gemacht und Programmänderungen kontrolliert in das Automatisierungsgerät, also z. B. die speicherprogrammierbare Steuerung oder den Prozessrechner, nachgeladen und getestet werden können.
- Bekannt sind auch im Bereich der Automatisierungstechnik Programmierwerkzeuge, die Funktionalität umfassen, die es ermöglichen, das Offline-Steuerungsprogramm zu ändern und anschließend zu laden sowie das Online-Steuerungsprogramm zu testen. Oft stehen für den Online-Test eine Symbolik oder graphische Rückübersetzungsinformationen nicht oder nicht mehr (vollständig) zur Verfügung, um das Steuerungsprogramm gemäß der ursprünglichen Eingabe dem Anwender darzustellen. Einige Programmierwerkzeuge erlauben deshalb einen Test (Debugging) eines Steuerungsprogramms nur dann, wenn Offline- und Online-Programmzustand übereinstimmen, d. h. die Änderungen bereits geladen wurden, also in das Steuerungsprogramm integriert sind. Die fehlende Übersicht über die Unterschiede zwischen Online- und Offline-Programmzustand wird entsprechend bei der bekannten Realisierung als noch nicht vollständig zufrieden stellend gelöst empfunden. Online- und Offline-Programmzustand werden dort synchron abgeglichen und müssen durch ein Nachladen der Änderungen auf einen identischen Stand gebracht werden, bevor ein Test sinnvoll möglich ist. Ladezustände über einzelne Ladeobjekte, also insbesondere Programmelemente, stehen dem Anwender nicht zur Verfügung.
- Speziell für den Anwendungsfall von Automatisierungsvorhaben im Kraftwerksbereich bietet ein von der Anmelderin angebotenes Engineering-System für eine Programmierung mit Continuous Function Chart (CFC) bereits eine Verwaltung von Ladezuständen für die dort verwendeten, so genannten Bausteine (ein Beispiel für Ladeobjekte) an. Dem Anwender werden die Ladezustände, d. h., ob ein Baustein im CFC-Plan bereits geladen wurde oder nicht, durch eine entsprechende Farbcodierung visualisiert. Allerdings ist eine solche Visualisierung eingeschränkt bei gelöschten Bausteinen und gelöschten Verschaltungen, also Signalverbindungen. Gelöschte Bausteine werden graphisch nur noch schwach angedeutet, wobei allerdings auch die Möglichkeit des Debuggings verloren geht. Insoweit wird auch diese im Stand der Technik bekannte Lösung als noch verbesserungsfähig und verbesserungswürdig empfunden.
- Zum weiteren Stand der Technik wird in diesem Zusammenhang auf die ebenfalls auf die Anmelderin zurückgehende
EP 1 379 942 verwiesen, in der ein Programmiergerät mit einem Softwarewerkzeug beschrieben ist, das Mittel zum Erkennen von Softwarebausteinen im Programmiergerät, Mittel zum Erkennen von Softwarebausteinen in einem damit kommunikativ verbundenen Automatisierungsgerät und Mittel zum Vergleichen der Bausteine im Programmier- und Automatisierungsgerät umfasst. Die Ergebnisse des Vergleichs werden mit dem dort vorgeschlagenen Softwarewerkzeug zur Anzeige gebracht. - Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik liegt der Erfindung als Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines Automatisierungssystems zu schaffen, das einen Benutzer bei der Erstellung, Inbetriebsetzung und Wartung von Automatisierungslösungen noch besser unterstützt und dabei insbesondere die Möglichkeit des Debuggings vollständig oder zumindest weitestgehend erhält.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dazu ist bei einem Verfahren der o.g. Art vorgesehen, dass jedem Ladeobjekt mindestens ein weiterer Zustand zugeordnet wird oder zuordenbar ist. Durch das Vorsehen zumindest eines weiteren Zustands über den bekannten ersten und zweiten Zustand hinaus ist es möglich, die einzelnen Ladeobjekte mit einer verbesserten Genauigkeit zu verwalten. Der erste Zustand kennzeichnet also ein Ladeobjekt als neu erstellt, aber noch nicht zum Online-Programm gehörig. Der zweite Zustand kennzeichnet ein Ladeobjekt als geladen und in das Steuerungsprogramm integriert, also als zum Online-Programm gehörig. Der nach dem Ansatz entsprechend der Erfindung hinzukommende dritte Zustand kennzeichnet ein Ladeobjekt als gelöscht, aber noch zum Online-Programm gehörig.
- Die Erfindung hat den Vorteil, dass die Möglichkeit, das Steuerungsprogramm zu testen, zu jedem Zeitpunkt erhalten bleibt. Ein Steuerungsprogramm kann auf der Basis der aktuellen Quelle deshalb zu jedem Zeitpunkt getestet werden, weil im Testmodus nur bereits geladene Variablen und Anweisungen betrachtet werden. Als zum Löschen gekennzeichnete Ladeobjekte, die aber per Definition noch im Online-Programm enthalten sind, bleiben also in die Betrachtung einbezogen. Neue, noch nicht geladene Variablen und Anweisungen, also von Programmänderungen erfasste Ladeobjekte, werden zwar graphisch dargestellt, aber bei einem Programmtest ignoriert. Die vollständige Testbarkeit des Steuerungsprogramms ist damit zu jedem Zeitpunkt gegeben.
- Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich anhand der Unteransprüche. Dabei verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. Des Weiteren ist im Hinblick auf eine Auslegung der Ansprüche bei einer näheren Konkretisierung eines Merkmals in einem nachgeordneten Anspruch davon auszugehen, dass eine derartige Beschränkung in den jeweils vorangehenden Ansprüchen nicht vorhanden ist.
- Bevorzugt ist vorgesehen, dass ein Transfer von Ladeobjekten vom Programmiergerät an das oder jedes Automatisierungsgerät automatisch in Abhängigkeit vom jeweiligen Zustand erfolgt. Dazu weist ein dem Steuerungsprogramm zugrunde liegendes Quellprogramm zu jedem Zeitpunkt aus, welche Ladeobjekte noch nachzuladen sind, weil diese entsprechend dem ersten Zustand markiert sind (Ladezustand: "Created"). Als zum Löschen gekennzeichnete Ladeobjekte sind entsprechend dem dritten Zustand gekennzeichnet (Ladezustand: "Deleted") und ebenfalls noch nachzuladen. Der Ladevorgang sorgt in diesem Fall für ein Löschen der Ladeobjekte im Speicher des jeweiligen Automatisierungsgerätes. Es sei noch einmal bemerkt, dass nachzuladende Ladeobjekte, also Ergebnisse von zugrunde liegenden Änderungen des Quellprogramms, den Test des Steuerungsprogramms nicht verhindern. Ladeobjekte können auch den Zustand "Initialized/Changed" haben, wenn sie noch nachzuladen sind. Solche Zustände sind den einzelnen Ladeobjekten in Form von Attributen zugeordnet, die bereits angeführten Bezeichnungen, wie "Created", "Deleted", "Initialized/Changed", usw., sind Werte, die solche Attribute annehmen können. Entsprechend können Ladeobjekte oder die diesen zugeordneten Attribute auch den Zustand "Loaded" haben, wenn sie bereits geladen sind und zum Online-Programm gehören. Ladeobjekte mit dem Zustand "Loaded", also Ladeobjekte mit dem zweiten Zustand, nehmen per Definition nicht an einem so genannten Differenz-Ladevorgang teil.
- Weiter bevorzugt vorgesehen ist, dass bei dem Betriebsverfahren eine Protokollierung der jeweiligen, einem Ladeobjekt zuordenbaren Zustände sowie ein Übergang zwischen einem jeweiligen Ausgangszustand zu einem Zielzustand nach Art eines Zustandsautomaten erfolgt. Dieser Aspekt der Erfindung befasst sich also damit, dass jedes Ladeobjekt und seine graphische Repräsentation durchgängig gemäß einem definierten Ladezustandsautomaten verwaltet wird. Die graphische Repräsentation eines Ladeobjektes wird dabei abhängig vom aktuellen Ladezustand derart markiert, dass der Anwender jedem Ladeobjekt dessen Zustand direkt ansehen kann.
- Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, das nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen ist. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, die z. B. durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den im allgemeinen oder speziellen Beschreibungsteil beschriebenen sowie in den Ansprüchen und/oder der Zeichnung enthaltenen Merkmalen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
- Darin zeigen
- FIG 1
- ein Automatisierungssystem mit einer Anzahl davon umfasster Automatisierungsgeräte und einem davon zumindest zeitweise umfassten Programmiergerät,
- FIG 2 bis FIG 6
- unterschiedliche Darstellungen eines bei der Implementation des Ansatzes gemäß der Erfindung bevorzugt verwendeten Ladezustandsautomaten sowie
- FIG 7 und FIG 8
- graphische Darstellungen von bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erhältlichen Ergebnissen zur verbesserten Unterscheidbarkeit von Ladeobjekten.
-
FIG 1 zeigt in schematisch vereinfachter Darstellung ein insgesamt mit 10 bezeichnetes Automatisierungssystem, das durch eine Anzahl von über einen Bus 12 oder dergleichen kommunikativ verbundene Automatisierungsgeräte 14, 16, 18, 20 gebildet wird und das insgesamt zur Steuerung und/oder Überwachung eines nicht näher dargestellten technischen Prozesses 22 vorgesehen ist und zu diesem Zweck eine in Software implementierte Automatisierungslösung, also ein Steuerungsprogramm 24 oder dergleichen, abarbeitet. - Mittels eines von dem Automatisierungssystem 10 umfassten Programmiergerätes 26 werden auf zumindest ein Automatisierungsgerät 14 bis 20 Ladeobjekte, insbesondere Programmelemente, wie z. B. Funktionsbausteine und dergleichen, zur Integration in ein zur Steuerung und/oder Überwachung des technischen Prozesses 22 vorgesehenes Steuerungsprogramm 24 transferiert.
- Einem Ladeobjekt kann dabei in an sich bekannter Art ein erster Zustand, der das Ladeobjekt als für das Steuerungsprogramm 24 verfügbar kennzeichnet, oder ein zweiter Zustand, der das Ladeobjekt als in ein durch das Automatisierungssystem 10 oder eines oder mehrere davon umfasster Automatisierungsgeräte 14, 16, 18, 20 ausführbares Steuerungsprogramm 24 integriert kennzeichnet, zugeordnet sein. Darüber hinaus kann jedem Ladeobjekt mindestens ein weiterer Zustand zugeordnet sein, wie im Folgenden anhand der weiteren Figuren verdeutlicht wird, wobei das eingangs oder nachfolgend beschriebene Verfahren für alle Programmiersprachen in der Automatisierungstechnik anwendbar ist.
- Eine Protokollierung der jeweiligen, einem Ladeobjekt zuordenbaren Zustände sowie ein Übergang zwischen einem jeweiligen Ausgangszustand und einem Zielzustand wird bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nach Art eines Zustandsautomaten aufgezeichnet. Darüber hinaus legt der Ladezustandsautomat auch die möglichen Ladezustände und dazwischen vorgesehene Übergänge fest. Andere Ladezustände oder andere Übergänge als durch den Ladezustandsautomaten definiert können nicht vorkommen. Dazu sind in
FIG 2 die gemäß der Erfindung vorgesehenen Zustände als "Not Present", "Deleted", "Loaded", "Created" sowie optional "Remanent" und die dazwischen zugelassenen Übergänge dargestellt. - Der Ladezustandsautomat unterscheidet dabei folgende Ladezustände für Programmelemente:
- Not Present (Urzustand)
Ein zu löschendes Programmelement wird im Rahmen eines Ladevorgangs in diesen Zustand überführt. Das Programmelement ist damit nicht mehr existent. Aus diesem Urzustand heraus wird auch ein neues Programmelement kreiert. - Created
Dieser Zustand zeigt an, dass das Programmelement neu ist und noch geladen werden muss, also noch nicht zum Online-Programm gehört. - Loaded
Dieser Zustand zeigt an, dass das Programmelement bereits geladen wurde und damit zum Online-Programm gehört. - Deleted
Dieser Zustand zeigt an, dass das Programmelement bereits einmal geladen wurde und damit zum Online-Programm gehört. Allerdings wurde dieses Programmelement inzwischen im Quellprogramm gelöscht. Das Programmelement "lebt" noch, ist aber als zu löschen gekennzeichnet. - Ein Zustandsübergang kann durch folgende Ereignisse herbeigeführt werden:
- Creating
Dieses Ereignis legt ein neues Programmelement an. Das Programmelement gehört danach aber noch nicht zum Online-Programm. - Loading
Dieses Ereignis lädt ein Programmelement im Rahmen eines selektiven Ladevorgangs oder im Rahmen eines so genannten Differenz-Ladens in den Speicher der Steuerung. - Entire Loading
Dieses Ereignis lädt alle Programmelemente in den Speicher der Steuerung und löscht die als zu löschen gekennzeichneten Programmelemente. - Deleting
Dieses Ereignis löscht ein Programmelement, indem es tatsächlich vernichtet oder als zu löschen gekennzeichnet wird. - Reanimating
Dieses Ereignis hebt die Löschkennung eines Programmelements wieder auf. Das als zu löschen gekennzeichnete Programmelement hat danach den Zustand, den es vor dem Löschereignis (Deleting) gehabt hat. - Reorganizing
Dieses Ereignis führt alle Programmelemente in den ursprünglichen Zustand nach dem Kreieren zurück. Als zu löschen gekennzeichnete Programmelemente werden endgültig vernichtet. - In der Darstellung in
FIG 3 sind gegenüber der Darstellung inFIG 2 zusätzlich zwei Übergangszustände im Ladezustandsautomaten eingeführt worden: - Loaded (to be committed)
Dieser Zustand zeigt an, dass das Programmelement gerade geladen wurde. Um endgültig den Zustand "Loaded" anzunehmen, muss dies allerdings noch mit dem Ereignis "Committing" bestätigt werden. - Deleted (to be committed)
Dieser Zustand zeigt an, dass das Programmelement gerade aus der Bearbeitung in der Steuerung genommen wurde. Um endgültig im Speicher der Steuerung gelöscht zu werden, muss dies allerdings noch mit dem Ereignis "Committing" bestätigt werden. - Diese Übergangszustände ermöglichen auf eine einfache Art und Weise ein Rückgängigmachen eines Ladevorgangs (Aborting). Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die geladenen Programmänderungen noch einer Korrektur bedürfen und das Programm auf den Altzustand zurückgesetzt werden soll. Voraussetzung für die Einführung dieser Übergangszustände ist allerdings eine entsprechende Unterstützung des Laufzeitsystems auf der Steuerung.
-
FIG 4 zeigt, dass für Prozesswerte von Variablen und sonstige Attribute von Variablen ein spezieller eingeschränkter Ladezustandsautomat verwendet werden kann. Dieser verwaltet die Änderung von Attributwerten. - Auch für das Nachladen von Attributwerten macht der Übergangszustand "Loaded" (to be committed) Sinn, um im Zweifelsfall den Ladevorgang, also das Ändern der Attributwerte der Variablen, wieder rückgängig machen zu können, wie dies in
FIG 5 dargestellt ist. - Der in
FIG 6 schematisch vereinfacht dargestellte Ausschnitt des Zustandsautomaten beschreibt eine Möglichkeit der Sonderbehandlung für Programmelemente, die Bestandteil des Laufzeitsystems der Steuerung (Firmware) sind und deshalb nicht geladen werden brauchten. Programmelemente, die Bestandteil des Laufzeitsystems der Steuerung sind, werden typischerweise sofort in der Initialisierungsphase des Programms erzeugt und in den Zustand "Remanent" überführt. Beispiele für diese Art von Programmelementen sind Feldgeräte in der Automatisierungstechnik, die bereits einen Funktionssatz mitliefern, der nur noch parametriert bzw. beschaltet werden kann. - Bemerkung: Das Anlegen so genannter remanenter Programmelemente erfolgt zweistufig über die Ereignisse "Creating" und "Burning". Dies hat ausschließlich programmiertechnische Gründe, weil so Programmelemente einheitlich mittels Create-Methode erzeugt werden können. Es wäre auch vorstellbar, dass remanente Programmelemente beim Anlegen direkt in den Zustand "Remanent" überführt werden.
- Insgesamt ergibt sich damit für den Ansatz gemäß der Erfindung der Vorteil, dass für jedes Programmelement der aktuelle Ladezustand für den Anwender ablesbar ist; der Anwender erhält eine vollständige Auskunft darüber, ob ein Programmelement geladen, neu erzeugt, geändert oder gelöscht ist.
- Wesentliches Merkmal dieses Verfahrens ist, dass auch gelöschte Ladeobjekte (Programmelemente) vollständig verwaltet werden und damit eine uneingeschränkte Testbarkeit dieser im Online-Programm zu löschenden Ladeobjekte (Programmelemente) so lange gewährleistet bleibt, bis die zu löschenden Ladeobjekte tatsächlich nach einem entsprechenden Ladevorgang im Speicher der Steuerung gelöscht werden. Entscheidender Vorteil dieses Verfahrens ist damit die vollständige Testbarkeit des Steuerungsprogramms zu jedem beliebigen Zeitpunkt, unabhängig davon, ob bereits Änderungen am Programm vorgenommen wurden oder nicht. Wegen der graphischen Markierung der Ladeobjekte ist es für den Anwender ohne weiteres möglich, die Ladeobjekte genau danach zu unterscheiden, welche Programmelemente zum geladenen Online-Programm und welche Programmelemente zum aktuellen Offline-Programm gehören. Das Testen des geladenen Steuerungsprogramms auf der Basis des aktuellen, eventuell geänderten Quellprogramms bleibt möglich, ohne vorher die Änderungen nachzuladen. Bevor der Anwender (Inbetriebsetzungsingenieur) die Änderungen nachlädt, kann er den Online-Programmzustand noch einmal im Kontext des geänderten Quellprogramms testen.
- Dieses Verfahren ist für jede Programmiersprache in der Automatisierungstechnik anwendbar. Erst dann ergibt sich für den Anwender durchgängig ein Vorteil, wie die Kontrolle über den Programmzustand unabhängig von der Programmiersprache über alle geänderten Programmteile besteht.
- Einen weiteren Vorteil stellt die integrierte Verwaltung remanenter Programmelemente (Systemfunktionen) dar.
- Die vollständige gemeinsame Verwaltung der Online- und Offline-Programmzustände stellt auch die Basis für die Generierung einer Änderungsliste dar. Weil alle Zustände incl. der Altzustände vor dem Ändern des Programms verwaltet werden, kann auf eine einfache Art und Weise ein "Online-Offline-Vergleich" durchgeführt werden. Der Anwender erhält somit einen Überblick über die Programmänderungen seit dem letzten Laden. Dieser stellt als Seiteneffekt ein wichtiges Merkmal dieses Verfahrens dar.
- Abschließend wird in
FIG 7 anhand eines Continuous Function Chart (CFC) beispielhaft veranschaulicht, wie die Ladezustände einzelner Ladeobjekte in Form von Programmelementen graphisch dem Anmelder visualisiert werden könnten. Die Darstellung verdeutlicht noch einmal die Besonderheit des erfindungsgemäßen Verfahrens, wonach auch als zum Löschen gekennzeichnete Programmelemente mit dem Ladezustand "Deleted" im Quellprogramm weiterhin vollständig erscheinen. Jedes Programmelement ist entsprechend seinem Ladezustand markiert, wobei einfache Linien ein geladenes Programmelement (Zustand "Loaded"), fette Linien ein neues Programmelement (Zustand "Created") und gestrichelte Linien ein gelöschtes Programmelement (Zustand "Deleted") darstellen. - Ähnlich kann auch eine auf den jeweiligen Ladezustand von Ladeobjekten abgestellte Darstellung in anderen Präsentationsformen angepasst sein, wie dies z. B. in
FIG 8 dargestellt ist. - Damit lässt sich die Erfindung kurz wie folgt darstellen: Es wird ein Verfahren zum Betrieb eines Automatisierungssystems 10, wobei von einem von dem Automatisierungssystem 10 zumindest zeitweise umfassten Programmiergerät 26 auf zumindest ein von dem Automatisierungssystem 10 umfasstes Automatisierungsgerät 14, 16, 18, 20 als Ladeobjekte insbesondere Programmelemente zur Integration in ein zur Steuerung und/oder Überwachung eines technischen Prozesses 22 vorgesehenes Steuerungsprogramm 24 transferiert werden oder transferierbar sind, wobei einem Programmelement ein erster Zustand, der dieses als für das Steuerungsprogramm 24 verfügbar kennzeichnet, oder ein zweiter Zustand, der das Programmelement als in das Steuerungsprogramm 24 integriert kennzeichnet, zugeordnet ist, angegeben, bei dem vorgesehen ist, dass jedem Programmelement mindestens ein weiterer Zustand zugeordnet wird oder zuordenbar ist, um damit insbesondere bei Programmänderungen, wenn also z. B. Programmelemente gelöscht werden, jederzeit die Möglichkeit, das Steuerungsprogramm 24 zu testen (Debugging), aufrecht zu erhalten.
Claims (7)
- Verfahren zum Betrieb eines Automatisierungssystems, wobei von einem von dem Automatisierungssystem (10) zumindest zeitweise umfassten Programmiergerät (26) auf zumindest ein von dem Automatisierungssystem (10) umfasstes Automatisierungsgerät (14, 16, 18, 20) Ladeobjekte zur Integration in ein zur Steuerung und/oder Überwachung eines technischen Prozesses vorgesehenes Steuerungsprogramm (24) transferiert werden oder transferierbar sind,
wobei einem Ladeobjekt ein erster Zustand, der das Ladeobjekt als für das Steuerungsprogramm (24) verfügbar kennzeichnet, oder ein zweiter Zustand, der das Ladeobjekt als in das durch das Automatisierungssystem (10) ausführbare Steuerungsprogramm (24) integriert kennzeichnet, zugeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass jedem Ladeobjekt mindestens ein weiterer Zustand zugeordnet wird oder zuordenbar ist. - Betriebsverfahren nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine weitere Zustand - dritter Zustand - das Ladeobjekt als gelöscht kennzeichnet.
- Betriebsverfahren nach Anspruch 2, wobei jedes mit dem dritten Zustand gekennzeichnete Ladeobjekt bis zu dessen Entfernung aus einem Speicher, auf das das Automatisierungssystem Zugriff hat, zum Test des Steuerungsprogramms (24) noch zur Verfügung steht.
- Betriebsverfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei ein Transfer von Ladeobjekten vom Programmiergerät (26) an das oder jedes Automatisierungsgerät (14, 16, 18, 20) automatisch in Abhängigkeit von deren jeweiligem Zustand erfolgt.
- Betriebsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Protokollierung der jeweiligen, einem Ladeobjekt zuordenbaren Zustände sowie ein Übergang zwischen einem jeweiligen Ausgangszustand zu einem Zielzustand nach Art eines Zustandsautomaten erfolgt.
- Computerprogramm mit durch einen Computer ausführbaren Programmcodeanweisungen zur Implementierung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird.
- Computerprogrammprodukt, insbesondere Speichermedium, mit einem durch einen Computer ausführbaren Computerprogramm gemäß Anspruch 6.
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